Co nas czeka - niedobór energii elektrycznej czy

Co nas czeka – niedobór energii elektrycznej czy energetyka jądrowa?
(„Biuletyn Urzędu Regulacji Energetyki” – nr 4/2008)
Autor: Maja Czarzasty
Polska energetyka oparta jest przede wszystkim, bo aŜ w 95%, na węglu. Z danych
przedstawionych przez Państwowy Instytut Geologiczny wynika, Ŝe przy dalszym
niezmienionym poziomie szybkości wydobycia, zasoby węgla kamiennego i brunatnego,
według optymistycznych danych, mogą wystarczyć na ponad 150 lat1). Okres ten moŜna
oczywiście wydłuŜyć drogą budowy nowych kopalń i odkrywek, ale rosnące koszty
wydobycia spowodują wzrost cen węgla, a więc takŜe energii elektrycznej. MoŜna go
takŜe zmienić stosując bardziej wydajne i energooszczędne technologie.
Energetyka węglowa daje Polsce poczucie bezpieczeństwa energetycznego, ale jednocześnie
jej podstawową wadą są wysokie koszty ekologiczne. Pamiętać bowiem naleŜy, Ŝe normy
ochrony środowiska zawarte w traktacie akcesyjnym2), nakładające limity emisji SO2 i NOx,
juŜ w latach 2008-2012 wymuszą ograniczenie produkcji energii elektrycznej ze źródeł
wykorzystujących energię spalania węgla. W perspektywie długoletniej oczekiwać naleŜy
zaostrzenia unijnych wymagań dotyczących ochrony klimatu, tj. limitów emisji CO2, znacznie
niŜszych od przewidzianych dla Polski w protokole z Kioto.
Innym wykorzystywanym w naszym kraju źródłem energii jest gaz ziemny, który jest bardziej
przyjazny dla środowiska. Jednak ceny gazu bardzo wzrosły w przeciągu ostatnich lat. Poza
tym wytwarzanie energii elektrycznej z gazu jest obciąŜone ryzykiem, poniewaŜ nie
posiadamy tego surowca w wystarczającej ilości w kraju, w związku z czym jesteśmy
uzaleŜnieni od importu (ok. 60% tego surowca importujemy z Rosji).
Zgodnie z prognozami zapotrzebowania na energię elektryczną w Polsce, zawartymi w
„Polityce energetycznej Polski do 2025 r.”3), ocenia się, Ŝe zapotrzebowanie na energię
elektryczną w Polsce będzie wzrastać w okresie do 2025 r. w średniorocznym tempie
zbliŜonym do 3%, przy oczekiwanym średnim tempie wzrostu PKB na poziomie ok. 5%. Przy
takim rozwoju w 2025 r. Polska osiągnie poziom zuŜycia energii elektrycznej na głowę
mieszkańca równy w przybliŜeniu obecnemu średniemu poziomowi w Unii Europejskiej.
W związku z powyŜszym, aby pokryć to zapotrzebowanie na energię elektryczną, Polska
będzie musiała znaleźć rozwiązanie, które uchroni nas przed kryzysem energetycznym
związanym z brakiem energii elektrycznej w przyszłości.
Jednym z rozwiązań jest dostawa energii elektrycznej spoza UE, jednakŜe naleŜy zauwaŜyć,
iŜ dostawa taka byłaby moŜliwa jedynie zza wschodniej granicy. Jednak oparcie dalszego
rozwoju gospodarczego Polski na imporcie energii elektrycznej ze Wschodu jest trudne do
zaakceptowania, chociaŜby ze względu na brak gwarancji ciągłości i niezawodności dostaw.
Dlatego teŜ Rząd RP rozpoczął dyskusję o moŜliwości wybudowania elektrowni jądrowej w
Polsce.
Obecnie energetyka jądrowa naleŜy do jednego z najwaŜniejszych źródeł energii na świecie,
które w chwili obecnej dostarcza około 17% energii elektrycznej. W rozszerzonej Unii
Europejskiej (EU-25) udział ten jest większy i wynosi 32%. Coraz większa popularność
energetyki jądrowej spowodowana jest przede wszystkim zawirowaniami na rynku ropy i
gazu, a takŜe negatywnym oddziaływaniem na środowisko naturalne energetyki
konwencjonalnej. Energetyka jądrowa to przede wszystkim niska emisja dwutlenku węgla
oraz niŜsza emisja pyłów oraz tlenków azotu i dwutlenku siarki, które przyczyniają się do
powstawania tzw. kwaśnych deszczy. Z danych Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej
(MAEA) wynika, Ŝe zamiana elektrowni konwencjonalnej o mocy 1000 MW na jądrową tej
samej wielkości pozwala uniknąć emisji od 1,3 do 2,2 mln ton dwutlenku węgla rocznie.
Ilustruje to poniŜszy rysunek.
Rys. 1. ZuŜycie paliwa oraz produkcja odpadów radioaktywnych (Źródło: www.worldnuclear.org)
Według sondaŜy przeprowadzonych przez GfK Polonia na zlecenie „Rzeczpospolitej” w
sierpniu 2006 r.4), aŜ 57% Polaków było przeciwko wybudowaniu w Polsce pierwszej
elektrowni jądrowej w ciągu najbliŜszych dziesięciu lat. Z kolei „za” opowiedziało się 34%
ankietowanych, a 9% – nie miało zdania na ten temat. Jako główny powód sprzeciwu dla
budowy elektrowni jądrowej podano obawę o bezpieczeństwo jej funkcjonowania.
Inaczej przedstawiają się wyniki sondaŜu przeprowadzonego przez PENTOR w grudniu 2006
r. na zlecenie Polskiej Agencji Atomistyki5). Zgodnie z nimi, aŜ 61% Polaków byłoby
skłonnych zaakceptować budowę w Polsce nowoczesnej i bezpiecznej elektrowni jądrowej, o
ile pozwoliłoby to na zmniejszenie uzaleŜnienia od dostaw ropy i gazu oraz ograniczenie
emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Poza tym, 48% ankietowanych zgodziłoby się na
budowę reaktora jądrowego w pobliŜu swojego miejsca zamieszkania, jeŜeli wpłynęłoby to
pozytywnie na rozwój regionu, zagwarantowało stworzenie nowych miejsc pracy oraz
spowodowało spadek cen energii elektrycznej. Jednak 41% respondentów opowiedziało się
przeciw, podając za główne powody: obawę przed awarią elektrowni, niedoinformowanie
oraz problem odpadów radioaktywnych.
W Polsce juŜ w latach siedemdziesiątych zastanawiano się nad moŜliwością importowania
surowców energetycznych do wytwarzania energii elektrycznej ze względu na wzrost
zapotrzebowania na nią. Na podstawie opracowanych wtedy prognoz na zapotrzebowanie na
energię w perspektywie do 2000 r. uznano, Ŝe potrzebną energię elektryczną mogą dostarczyć
elektrownie jądrowe. W związku z tym, w 1972 r. Prezydium Rządu podjęło decyzję o
wybudowaniu elektrowni jądrowej. Następnie w 1982 r. rozpoczęto budowę Elektrowni
Jądrowej śarnowiec. Jednak na skutek przemian gospodarczych i politycznych na przełomie
lat osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych, a takŜe w związku z awarią elektrowni jądrowej w
Czarnobylu, rząd podjął decyzję o zaprzestaniu budowy i likwidacji elektrowni w śarnowcu.
Okres lat 1990-2002 był okresem przemian strukturalnych przemysłu w Polsce. Produkcja w
przemyśle energochłonnym zmniejszała się, co skutkowało stabilizacją zapotrzebowania na
energię elektryczną. JednakŜe juŜ w 2003 r. odnotowano 3,2% wzrost zapotrzebowania na
energię, który w 2004 r. wzrósł o kolejne 2,5%6).
W 2001 r. weszła w Ŝycie ustawa z 29 listopada 2000 r. – Prawo atomowe7), która jest
najwaŜniejszym dokumentem regulującym sprawy związane z bezpieczeństwem jądrowym w
Polsce. Określa ona m.in. działalność w zakresie pokojowego wykorzystywania energii
jądrowej związaną z rzeczywistym i potencjalnym naraŜeniem na promieniowanie jonizujące
od sztucznych źródeł promieniotwórczych, materiałów jądrowych, urządzeń wytwarzających
promieniowanie jonizujące, odpadów promieniotwórczych i wypalonego paliwa jądrowego,
organy właściwe w sprawach bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej, a takŜe
zasady odpowiedzialności cywilnej za szkody jądrowe. Poza tym w ustawie tej przewidziano
nakładanie kar pienięŜnych za naruszenie przepisów dotyczących bezpieczeństwa jądrowego i
ochrony radiologicznej oraz tryb ich nakładania.
1 maja 2004 r. Polska przystąpiła do Unii Europejskiej, co w konsekwencji wiązało się z
dostosowaniem się polskiej energetyki do warunków funkcjonowania Unii Europejskiej, w
szczególności w zakresie swobodnej konkurencji i ochrony środowiska, czego wyrazem było
pojawienie się we wspomnianej powyŜej „Polityce energetycznej Polski do 2025 r.” planu
rozwoju energetyki jądrowej, którego kontynuacją jest projekt „Polityki energetycznej Polski
do 2030 r.”. Konieczność sformułowania nowej polityki energetycznej wyniknęła m.in. z
przyjęcia przez Radę Europejską w marcu 2007 r. „Planu Działań na lata 2007-2009: Polityka
Energetyczna dla Europy” stanowiącego o przyszłości europejskiej polityki energetycznej, w
której to Polska będzie aktywnie uczestniczyć.
Według powyŜszego projektu, bez wykorzystania w przyszłości energetyki jądrowej nie
będzie moŜliwości spełnienia prawnych wymagań ekologicznych narzuconych przez UE, a co
się z tym wiąŜe, obniŜenia poziomu zanieczyszczenia środowiska. Wytwarzanie energii
elektrycznej w oparciu o nowoczesne technologie jądrowe nie powoduje bowiem emisji
gazów cieplarnianych oraz promieniowania radioaktywnego do otoczenia. Ponadto rozwój
energetyki jądrowej w Polsce moŜe stać się istotnym elementem dywersyfikacji dostaw paliw
i energii elektrycznej, co bezpośrednio wiąŜe się ze wzrostem bezpieczeństwa energetycznego
kraju.
Zgodnie z projektem „Polityki energetycznej Polski do 2030 r.”, proces wdraŜania energetyki
jądrowej potrwałby minimum od 12 do 15 lat i głównie opierałby się na wynikach rzetelnych
analiz ekonomicznych, ekologicznych i społecznych uzasadniających konieczność i
określających warunki rozwoju tej technologii w Polsce w sposób bezpieczny, czysty
ekologicznie i ekonomicznie konkurencyjny wobec innych technologii.
Pierwszym etapem budowy elektrowni jądrowej w Polsce powinien być wybór sprawdzonej
konstrukcji jądrowego bloku energetycznego, którego konstrukcja i parametry powinny
odpowiadać wymogom European Utilities Requirements8). Jak oceniają eksperci Państwowej
Agencji Atomistyki najlepszym wyborem byłyby bloki jądrowe z reaktorami lekkowodnymi,
czyli PWR lub BWR.
Z analiz wynika, Ŝe reaktor typu PWR (ciśnieniowy reaktor wodny) naleŜy do grupy
reaktorów lekkowodnych LWR. Wytworzone w nim ciepło doprowadza się do wytwornicy
pary za pomocą wody pod wysokim ciśnieniem, co uniemoŜliwia wystąpieniu wrzenia w
obiegu chłodzenia rdzenia. Lekka woda opływająca rdzeń jest jednocześnie chłodziwem,
moderatorem i reflektorem. Natomiast w reaktorze BWR (reaktor wodny wrzący) woda
chłodząca reaktor pełni tu rolę zarówno moderatora, jaki i czynnika roboczego w cyklu
parowo-wodnym. Jej odparowanie następuje bezpośrednio w rdzeniu reaktora, a po osuszeniu
zostaje wykorzystana do napędzania turbin generatora.
Warto zauwaŜyć, iŜ ze względu na stosowanie we współczesnych rozwiązaniach systemów
barier ochronnych wraz z systemami bezpieczeństwa czynnego, w ciągu pół wieku
eksploatacji elektrowni jądrowych nie doszło do awarii zagraŜającej Ŝyciu lub zdrowiu
ludności zamieszkałej w okolicy elektrowni. NaleŜy takŜe pamiętać, Ŝe awaria w Czarnobylu
nie moŜe być uwaŜana za reprezentatywną dla elektrowni jądrowych istniejących obecnie,
poniewaŜ reaktor typu RBMK pracujący w Czarnobylu był zasadniczo inny niŜ wszystkie
typy reaktorów z moderatorem wodnym, wymienione powyŜej, które budowane są w Stanach
Zjednoczonych oraz w Europie. W wymienionych typach reaktorów moderowanych wodą,
częściowe odparowanie wody powoduje wygaszenie reakcji rozszczepienia i wyłączenie
reaktora. Z kolei przyczyną wybuchu reaktora jądrowego w Czarnobylu było przegrzanie się
paliwa jądrowego, co spowodowało poŜar grafitu w rdzeniu reaktora, czyli wskutek awarii
moc reaktora RBMK wzrosła zamiast zmaleć. Dodatkowo, wady konstrukcyjne spowodowały
przejściowy wzrost mocy w momencie zrzutu prętów bezpieczeństwa tak, Ŝe w chwili awarii
zamiast wyłączenia reaktora operatorzy spowodowali gwałtowny wzrost jego mocy do
wartości 1000-krotnie większej od normalnej pełnej mocy projektowej9). Trzeba zaznaczyć
takŜe, Ŝe czarnobylski reaktor, w przeciwieństwie do wykorzystywanych obecnie, był
pozbawiony obudowy ochronnej, która w razie awarii reaktora powstrzymywałaby
uwolnienie się substancji radioaktywnych na zewnątrz, a wskutek utrzymywania jego
technologii w tajemnicy przez władze rosyjskie, brak było wiedzy o moŜliwym przebiegu i
skutkach awarii.
Kolejnym etapem budowy elektrowni jądrowej powinno być stworzenie odpowiedniego
zaplecza organizacyjnego energetyki jądrowej, czyli diagnostyki stanu i bazy remontowej
części jądrowej elektrowni, obiektów gospodarki odpadami promieniotwórczymi i
wypalonym paliwem, a takŜe zaplecza szkoleniowego kadr oraz zaplecza naukowego.
Niestety w Polsce brakuje specjalistów w zakresie energetyki jądrowej, kadr szkoleniowych
oraz ludzi, którzy w sposób kompetentny mogliby prowadzić rozmowy z potencjalnymi
wykonawcami elektrowni. Dlatego teŜ do budowy reaktora jądrowego, a nawet początkowo
do jego obsługi, niezbędne będzie nawiązanie współpracy z podmiotami zagranicznymi
mającymi doświadczenie w energetyce jądrowej. Trzeba teŜ pamiętać, iŜ ewentualne
wybudowanie elektrowni będzie wymagało uprzedniego opracowania podstaw prawnych dla
takiej inwestycji, w związku z czym naleŜałoby zaktualizować obecnie obowiązujące prawo
atomowe, przygotować lub uaktualnić niezbędne elementy systemu nadzoru i kontroli
funkcjonowania obiektów jądrowych oraz systemu zabezpieczeń i kontroli fizycznej
materiałów jądrowych, a takŜe procedur postępowania na wypadek nadzwyczajnych zagroŜeń
radiacyjnych.
We wrześniu 2007 r. Polska została przyjęta do Globalnego Partnerstwa Energii Jądrowej
(Global Nuclear Energy Partnership). Jest to organizacja załoŜona w 2005 r. z inicjatywy
Stanów Zjednoczonych przez Francję, Japonię, Chiny, Rosję i Stany Zjednoczone, działająca
wspólnie z Międzynarodową Agencją Energii Atomowej. Celem tej organizacji jest
zwiększenie globalnego bezpieczeństwa energetycznego oraz budowa wzmocnionego
systemu kontroli materiałów jądrowych, a takŜe opracowanie nowoczesnych technologii
recyklingu paliwa jądrowego. Dzięki temu członkostwu, Polska będzie miała moŜliwość
współpracy z najlepszymi ośrodkami naukowo-badawczymi krajów załoŜycielskich oraz
otrzyma pomoc przy budowie infrastruktury energetyki jądrowej. Polska liczy zwłaszcza na
pomoc przy opracowaniu systemu prawnego dotyczącego energetyki jądrowej, a takŜe przy
organizacji szkoleń i współpracy naukowej w zakresie badań nad technologiami jądrowymi.
Nie moŜemy takŜe zapomnieć o korzyściach energetyki jądrowej związanej z kosztem
wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych, który juŜ dziś jest w
większości krajów niŜszy od kosztów energii z elektrowni węglowych i gazowych. Bardzo
wysoka koncentracja energii zawartej w paliwie jądrowym przy relatywnie duŜych nakładach
inwestycyjnych powoduje, Ŝe udział kosztów paliwa w elektrowni jądrowej jest bardzo mały.
Stąd teŜ niska wraŜliwość kosztu energii elektrycznej z elektrowni jądrowej na
koniunkturalne wahania cen surowców energetycznych10).
Podstawowym problemem energetyki jądrowej jest zagospodarowanie odpadów
promieniotwórczych w sposób nieszkodzący ludzkiemu zdrowiu i środowisku naturalnemu.
Obecnie na świecie najczęściej stosowane jest składowanie odpadów promieniotwórczych w
odpowiednio skonstruowanych pojemnikach składowanych w sztolniach wyeksploatowanych
kopalń.
JednakŜe powodzenie programu rozwoju energetyki atomowej w Polsce zaleŜy przede
wszystkim od uzyskania odpowiedniego poparcia społecznego dla tej technologii. Negatywne
doświadczenie z zatrzymaniem budowy Elektrowni Jądrowej śarnowiec oraz awaria reaktora
w Czarnobylu nie powinny odgrywać obecnie decydującej roli.
W Polsce strach przez energetyką jądrową wynika przede wszystkim z niskiego poziomu
wiedzy o zasadach działania reaktora jądrowego, naturze promieniowania radioaktywnego,
metodach i skuteczności ochrony radiologicznej, realnym zagroŜeniu wybuchem jądrowym w
elektrowni jądrowej. Strach ten jest wynikiem zaniedbania edukacji społeczeństwa w tym
zakresie po przerwaniu budowy Elektrowni Jądrowej śarnowiec i przyjęcia załoŜenia, Ŝe juŜ
nie będzie powrotu do tej technologii.
Polskie społeczeństwo obawia się energetyki jądrowej z paru podstawowych powodów m.in.
ze strachu przed awarią reaktora jądrowego, która mogłaby spowodować skutki podobne do
tych w Czarnobylu, co wiąŜe się bezpośrednio z brakiem znajomości statystyk wskazujących,
Ŝe konwencjonalna energetyka spowodowała znacznie więcej chorób i wypadków niŜ
energetyka jądrowa, a takŜe z braku wiedzy na temat działania reaktora jądrowego. Poza tym
boimy się szkodliwości promieniowania jądrowego oraz trudności w składowaniu odpadów
radioaktywnych.
W powyŜsze argumenty będące przeciwko rozwojowi energetyki jądrowej w naszym kraju
wierzy bardzo duŜa część społeczeństwa, a głównymi przyczynami tego są:
niedoinformowanie oraz brak wiedzy na temat atomistyki, a takŜe konserwatyzm i strach
przed wszystkim, co nowe.
JednakŜe nie uda się skutecznie rozwiać tych obaw, jeśli nie pozyska się większej ilości
zwolenników energetyki jądrowej wśród polityków, przede wszystkim o orientacji
ekologicznej. Wiadomo, Ŝe niektórzy politycy swoją promocję budowali na deklaracjach, Ŝe
są przeciwnikami energetyki jądrowej i w ten sposób zdobywali swoich zwolenników pośród
ludzi obawiających się o swoje bezpieczeństwo. Jednak w miarę szerzenia się wiedzy o
energetyce jądrowej w społeczeństwie, coraz trudniej będzie dotrzeć do wyborców z
demagogicznymi wypowiedziami. Dlatego teŜ duŜa rola w wyjaśnieniu często trudnych
zagadnień bezpieczeństwa jądrowego będzie spoczywać na publicystach, zajmujących się
zagadnieniami energetyki jądrowej.
Reasumując, dla zapewnienia bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej przy rosnącym na
nią zapotrzebowaniu krajowych odbiorców niezbędna będzie w przyszłości rozbudowa
krajowych źródeł wytwórczych. Przy ograniczonych moŜliwościach wykorzystania źródeł
energii odnawialnej i wobec potrzeby dywersyfikacji źródeł energii pierwotnej, rozwój
krajowego sektora wytwórczego powinien się zacząć od rozmów nie tylko o technologiach
węglowych, ale takŜe o energetyce jądrowej i odnawialnej oraz o efektywności energetycznej
(oszczędzanie energii elektrycznej). Ponadto naleŜy rzetelnie pokazać społeczeństwu zalety,
jak i wady energetyki jądrowej, a wówczas nie będzie miejsca na stereotypy i podsycanie
strachu. JednakŜe naleŜy do tego podejść rozsądnie bez nadmiernej dywagacji.
1)
Państwowy Instytut Geologiczny, www.pgi.gov.pl/surowce_mineralne/zasoby04.htm.
2)
Przystąpienie do Unii Europejskiej Republiki Czeskiej, Estonii, Cypru, Łotwy, Litwy,
Węgier, Malty, Polski, Słowenii i Słowacji (2003), Dziennik Urzędowy UE L 236 z 23
września 2003 r., europa.eu.int/eur-lex/lex/pl/treaties/index.htm.
3)
„Polityka energetyczna Polski do 2025 r.” z 4 stycznia 2005 r. (M. Pol. z 22 lipca 2005 r. Nr
42, poz. 562).
4)
„Rzeczpospolita” z 21 sierpnia 2006 r., nr 194.
5)
www.paa.gov.pl/dokumenty/badania_pentor_2006.ppt.
6)
S. Chwaszczewski, Energetyka jądrowa w polityce energetycznej Polski, Fizyka w szkole
5/2006.
7)
Ustawa z 29 listopada 2000 r. – Prawo atomowe (Dz. U. z 2007 r. Nr 42, poz. 276).
8)
European Utility Requirement (EUR), Volume 3 Assessment for AP1000, 13th
International Conference on Nuclear Engineering, Beijing, China, May 16-20 2005,
www.ansaldonucleare.it/TPap0305/NNPP/NPP_36.pdf.
9)
A. Strupczewski, Bezpieczeństwo energetyki jądrowej, „Energetyka i Ekologia”,
październik 2005 r., www.e-energetyka.pl.
10)
J. Malko, Energetyczna strategia Unii Europejskiej, „Wokół Energetyki” nr 3/2006.